超硬材料.docx

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超硬材料

表一中国与主要国家超硬磨料磨粒及微粉的粒度对照表

中国

日本

西欧共同体/国际标准

粒度

旧标号

尺寸μm

粒度

尺寸μm

粒度

尺寸μm

16/18

20

1000/1180

16/18

1000/1180

D1180

1000/1180

18/20

22

850/1000

18/20

1000/850

D1001

850/1000

20/25

24

710/850

20/30

600/850

D851

710/850

25/30

30

600/710

D711

600/710

30/35

36

500/600

30/40

425/600

D601

500/600

35/40

40

425/500

D501

425/500

40/45

46

355/425

40/50

300/425

D426

355/425

45/50

54

300/355

D356

300/355

50/60

60

250/300

50/60

250/300

D301

250/300

60/70

70

212/250

60/80

180/250

D251

212/250

70/80

80

180/212

D213

180/212

80/100

90

150/180

80/100

150/180

D181

150/180

100/120

100

125/150

100/120

125/150

D151

125/150

120/140

120

106/125

120/140

106/125

D126

106/125

140/170

150

90/106

140/170

90/106

D107

90/106

170/200

75/90

170/200

75/90

D91

75/90

200/230

180

63/75

200/230

63/75

D76

63/75

230/270

240

53/63

230/270

53/63

D64

53/63

270/325

280

45/53

270/325

45/53

D54

45/53

325/400

320

38/45

325/400

38/45

D46

38/45

M36/54

W40

36/54

400

34/38

D45

40/50

M22/36

22/36

500

28/34

D35

32/40

M20/30

W28

20/30

600

24/28

D25

25/32

M12/22

12/22

700

20/24

D20

25/40

M10/20

W20

10/20

800

16/20

D20A

25/30

M8/16

8/16

1000

13/16

D20B

30/40

M8/12

8/12

M6/12

W14

6/12

1200

10/13

D15

15/25

M5/10

W10

5/10

1500

8/10

D15A

10/15

M4/8

W7

4/8

2000

6/8

D15B

15/20

M3/6

3/6

2500

5/6

D15C

20/25

M2.5/5

W5

2.5/5

3000

4/5

D7

5/10

M2/4

2/4

4000

3/4

D3

2/5

M1.5/3

W3

1.5/3

5000

2/3

D1

1/2

M1/2

W1.5

1/2

8000

1/2

D0.7

0.5/1

M0/2

0/2

M0.5/1.5

W1

0.5/1.5

15000

0/1

D0.25

0.5

M0.5/1.0

0.5/1

M0/1.0

0/1.0

M0/0.5

0/0.5

表二超硬磨料磨粒与微粉的粒度标记及尺寸范围

磨粒GB/T6406-1996

微粉JB/T7990-1998

磨粒标记

旧标号

工程尺寸

μm

磨粒标记

旧标号

工程尺寸

μm

16/18

20#

1180/1000

M36/54

W40

36/54

18/20

22#

1000/850

M22/36

22/36

20/25

24#

850/710

M20/30

W28

20/30

25/30

30#

710/600

M12/22

12/22

30/35

36#

600/500

M10/20

W20

10/20

35/40

40#

500/425

M8/16

8/16

40/45

46#

425/355

M8/12

8/12

45/50

54#

355/300

M6/12

W14

6/12

50/60

60#

300/250

M5/10

W10

5/10

60/70

70#

250/212

M4/8

W7

4/8

70/80

80#

212/180

M3/6

3/6

80/100

90#

180/150

M2.5/5

W5

2.5/5

100/120

100#

150/125

M2/4

2/4

120/140

120#

125/106

M1.5/3

W3

1.3/3

140/170

150#

106/90

M1/2

W1.5

1/2

170/200

150#

90/75

M0/2

0/2

200/230

180#

75/63

M0.5/1.5

W1

0.5/1.5

230/270

240#

63/53

M0.5/1

0.5/1

270/325

280#

53/45

M0/1

0/1

325/400

320#

45/38

M0/0.5

0/0.5

表三超硬磨料磨具的应用范围

磨料种类

适于加工的材料

金

刚

石

硬而脆的材料：

硬质合金、金刚石或立方氮化硼的复合材料、陶瓷、光学玻璃、宝石、单/多晶硅材料及石材

有色金属：

铝、铜及合金

磁钢：

各种铁氧体、铸造永磁合金

热喷涂材料：

热喷涂钴基、镍基合金

立

方

氮

化

硼

工具钢：

特别是高钒钢、高速钢、轴承钢

不锈钢：

耐热钢、模具钢

铸铁：

冷硬铸铁镍、铬冷硬铸铁、各种合金铸铁及粉末冶金铸铁、镍铬铁合金、

镍、铬、钛合金等

D：

天然金刚石SD：

合成金刚石SDC：

金属镀覆合成金刚石

CBN：

立方氮化硼CBNC/BN：

金属镀覆立方氮化硼

表四结合剂的特性与适用范围

品种

结合剂特性

磨具特性

适用范围

树

脂

结

和

剂

弹性好、能做成较复杂形状；有抛光性能；

耐热性、耐酸碱性差，热作用下把持磨粒性能较差

磨具自锐性好，不易堵塞，一次修整后很少修整，磨削效率高，磨削温度低，磨削粗糙度较低

金刚石磨具：

硬质合金，钢结硬质合金，PCD和PCBN刀具，金刚石和CBN复合片。

CBN磨具：

高钒高速钢及各种淬火钢、合金钢。

陶

瓷

结

和

剂

形状保持性好；化学稳定性好，耐热性、耐水性、耐油性、耐酸碱性均较好；对磨粒的把持性好。

磨具寿命比树脂结合剂好，切削锋利，效率高。

磨削不易发热和堵塞，易控制加工精度，易修整。

金刚石磨具：

近年来，在PCD和PCBN刀具刃磨上有很好的应用。

CBN磨具：

除加工各种高硬、高强性钢材外，特别适合高速磨削，效率高。

金属

结合剂

强度高、韧性好、耐用度长；磨粒把持性好，自锐性差

磨具强度高，耐磨性好，寿命长。

能承受较大负荷。

自锐性差，易堵塞，难修整

金刚石磨具：

主要用于玻璃、陶瓷、石材

电镀结合剂

磨料层薄，磨粒密度高磨削锋利。

不用修整，寿命短

适用于几何形状复杂的磨具

表五超硬磨料磨具粒度和加工表面粗糙度的关系

磨具粒度号

加工表面粗糙度Ra/μm

树脂、陶瓷结合剂

金属结合剂

80/100～100/120

100/120～170/200

170/200～270/325

325/400～W10/20

W8/12～W4/8

W4/8～W1.5/3

—

0.16～0.63

0.08～0.32

0.04～0.16

0.02～0.08

0.01～0.04

0.32～2.5

0.16～1.25

0.16～0.63

—

—

—

表六修整砂轮的磨料选择

超硬磨料磨具

修整砂轮

磨料

粒度

磨料

粒度

硬度

结合剂

金刚石

100/120～200/230

230/270以细

GCWA

GCWA

60～100

100～240

L～M

K～L

V

V

CBN

100/120～200/230

230/270以细

WAGC

WAGC

60～100

100～240

L～M

K～L

V

V

表七超硬磨料磨具在使用过程中，常见的问题有以下几种：

现象

原因

措施

加工产品表面粗糙度达不到要求

1、磨具粒度选择不合适

2、砂轮硬度太低或组织太松

磨粒脱落太快

1、选粒度细的砂轮

2、调整砂轮配方，提高砂轮硬度

工件表面有烧伤或振纹

1、机床刚性不好，主轴刚性不好

2、砂轮开刃不彻底

3、砂轮组织太紧，没有容屑空间磨削阻力太大

4、磨削时进刀量太大

1、检查机床个部件的性能和配合的松紧是否合适，增强主轴刚性。

2、砂轮要充分开刃，使磨粒露出结合剂。

3、选择合适结合剂的砂轮。

调整砂轮硬度。

4、调整磨削参数

砂轮堵塞

1、磨削时进刀量太大

2、冷却不充分

3、磨削液选择不当

4、砂轮组织太紧

1、调整磨削参数

2、增加冷却量

3、树脂结合剂类砂轮，不要用乳化油类磨削液

4、选择组织密度较松的砂轮

评价砂轮磨削性能指标

1、磨削效率：

实验时常用指标有磨除率（Z），指单位时间内磨除的工件体积或质量；比磨除率（Z′），指磨具的单位宽度在单位时间所磨去的工件体积。

它表示在磨具耐用度期间内，磨具平均宽度的磨除率。

2、砂轮耐用度：

表示砂轮两次修整间隔中金属磨除量。

3、磨削比：

磨除的工件体积（或质量）与砂轮的损耗体积（或质量）之比叫磨削比。

G=VWC/VSC

4、磨削表面质量：

指工件的粗糙度、表面精度及表面层质量等。

超硬磨具企业标准

1磨具基体允许使用金属件和粉末压制件等。

2磨具磨料层与基体之间允许有无磨料的过渡层。

3磨具浓度应按25%、50%、75%、100%、125%、150%、175%或200%选择，并符合GB6409.的规定。

4要求

4.1表面不得有原始表皮（不包括不加工磨具）、发泡、氧化层和夹杂，且敲击不得有哑声。

4.2应组织均匀、美观，不得有裂纹、毛刺和腐蚀凹坑等现象（如因校正产品

形成的凹坑和痕迹，不按缺陷处理）。

4.3过渡层与基体相互衔接处应均匀一致，不得有起层和裂纹。

属于相互粘结的磨具，要求牢固、端正和美观。

4.4表面上的磨料颗粒应出露，且分布均匀。

5.损坏

5.1包括磨盘）

5.2和轴向测量,掉边均不得超过0.5mm．

5.3砂轮厚度等于或小于10mm者,其掉边累计总长不得超过圆周长的十五分之；砂轮厚度大于１０mm者，其掉边累计总长不得超过圆周长的十分之一